Erde - Landschaftsformen 

Erdbeben

Bild vergrößernErdbeben der letzten Jahre entlang des San Andreas Grabens
©Kosmos 3D Globus
Erdbeben werden durch den Abbau von Spannungen verursacht, die sich entlang der Verwerfungen im Gestein der Erdkruste aufbauen. Eine Verwerfung kann häufige kleine Erdbewegungen erzeugen, die Energie aber auch wie ein elastisches Band so lange aufstauen, bis sie sich in einem großen Beben entlädt. Die Bewegung erzeugt einen Schock im Gestein, und Druckwellen bewegen sich vom Ursprungsort des Bebens (dem Fokus) in alle Richtungen; normalerweise liegt der Fokus unterirdisch. Erreichen diese Wellen nach der Durchdringung des Gesteins die Erdoberfläche, kann es dort zu Störungen kommen; die sich jetzt über die Oberfläche bewegenden Druckwellen sind zwar langsamer als unter der Erde, verursachen aber die meiste Verwüstung. Der Punkt an der Erdoberfläche, der genau über dem Fokus liegt, ist das Epizentrum; an ihm ist die Störung der Erdoberfläche meist am größten.

In den oberen Schichten der Erdkruste bewegen sich Druckwellen mit etwa 6 km pro Sekunde; dabei erzeugen sie in der Richtung ihrer Bewegung eine rückwärts und vorwärts wirkende Erschütterung. Auch Scherwellen werden erzeugt, die sich meist mit 3,5 km pro Sekunde bewegen und Seitwärtsbewegungen im rechten Winkel zur Richtung der Wellenbewegung verursachen. Druckwellen erreichen einen Zielpunkt stets früher als Scherwellen; man nennt sie daher Primär- oder P-Wellen, während die Scherwellen als Sekundär- oder S-Wellen bezeichnet werden. Als letzte erreichen die zerstörerischen Oberflächenwellen ihr Ziel, die sich auf- und abwärts bewegen.

Hochempfindliche Seismographen können P- und S-Wellen auch von sehr weit entfernten Erdbeben registrieren und ermöglichen es, durch einen Zeitvergleich zwischen weit auseinander liegenden Orten das Epizentrum und die Tiefe des Erdbebens festzustellen. Durch die Analyse seismischer Signale bei Erdbeben konnten auch viele Fragen zur inneren Struktur der Erde beantwortet werden.

Bild vergrößern19.9.1985: Das Beben von Mexiko (Magnitude 8,1)
©NDGC/NOAA

Die bei einem schweren Erdbeben freigesetzte Energie kann die Größenordnung eines Atombombenabwurfs erreichen. Man kann die Spannungsenergie, die im Gestein gestaut ist, vor und nach einem Erdbeben messen und dadurch feststellen, welche Energiemenge freigesetzt worden ist; in der Praxis ist solch eine Messung aber nur schwer durchzuführen. Man schätzt deshalb einfach die freigesetzte Energiemenge, indem man das Maximum der P-Wellen-Amplitude, die Dauer eines Wellenzyklus und den Zeitraum zwischen der Ankunft der P- und der S-Wellen misst. Die Skala für Erdbebenmessungen ist die Richter-Magnitudenskala, die nach dem Erfinder dieser seismologischen Methode benannt ist.

Die Richter-Skala ist eine logarithmische Skala, bei der die Zunahme um eine Einheit eine Verzehnfachung des Amplituden-Ausschlags bedeutet. Normalerweise ist damit auch eine Verhundertfachung der freigesetzten Energiemenge verbunden, aber bei schweren Beben werden oft größere Wellenlängen erzeugt, so dass sich der durchschnittliche Faktor für den Energiezuwachs auf 30 verringert. Zwischen der Magnitude 4 und der Magnitude 7 beträgt der Unterschied in der freigesetzten Energie also 30x30x30 = 27.000mal mehr Energie. Ein Beben mit der Magnitude 4,5 reicht gerade aus, um Fensterrahmen rütteln zu lassen; aber ein Beben mit der Magnitude 7 bringt bereits Brücken und gemauerte Gebäude zum Einsturz. Erdbeben mit einer Magnitude größer als 8,0 ereignen sich alle fünf bis zehn Jahre und führen zu schwersten Verwüstungen. Die höchste je auf der Richter-Skala gemessene Magnitude betrug 8,6, was etwa 10.000 Hiroshima-Bomben entspricht. Glücklicherweise treffen solche schweren Beben meist nur dünn besiedelte Gebiete.

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22.02.2015

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